細孔凝縮法による極端に単純な分子のガラス形成：熱容量と熱及び誘電緩和

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24740286
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 辰巳 創一 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (50533684)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 化学物理 / ガラス転移 / 誘電緩和 / 液液転移

研究概要

過冷却液体の熱的な性質をシクロヘキサン，四塩化炭素，ネオペンタンのような強い分子間相互作用を持たない物質をガラス化させて調べ，普遍性を探った．普通のガラス転移温度は物質の融点の1/2 - 2/3程度になることが経験的に知られているが，これらのガラス転移温度は共通してそれより小さくなった．
ガラス転移温度が下がることで，130 K付近に液体の構造化に伴う熱容量のハンプを発見した．この熱容量のハンプは高温液体相から安定な低温液体相への転移と関連している．特にシクロヘキサンは，154 Kに鋭い熱容量の飛びを伴う1次転移が存在し，液液転移を単一分子液体において熱容量のかたちで確かめた最初の例となった．

研究成果

• [雑誌論文] Thermodynamic Study of Simple Molecular Glasses : Universal Features in Their Heat Capacity and the Size of the Cooperatively Rearranging Regions (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tatsumi, S. Aso, and O. Yamamuro
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 109 ページ: 045701
• [雑誌論文] 単純分子ガラスの熱力学的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山室修, 辰巳創一
  • 雑誌名: Nihon Reoroji Gakkaishi, Journal of Society of Rheology 巻: 40 ページ: 137-142
• [学会発表] MCM-41細孔中の四塩化炭素のガラス転移 (2013)
  • 著者名/発表者名: 辰巳創一, 小國正晴
  • 学会等名: 第49回熱測定討論会
  • 発表場所: 千葉工業大学
  • 年月日: 20131031-1102
• [学会発表] シリカ内シクロヘキサンの液—液転移の発見 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上原拓, 辰巳創一, 小國正晴
  • 学会等名: 第49回熱測定討論会
  • 発表場所: 千葉工業大学
  • 年月日: 20131031-1102
• [学会発表] Confinement enhanced phase transition of cyclohexane in measoporous silica (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Tatsumi, T. Uehara, M. Oguni
  • 学会等名: The Fifth International Symposium on the New Frontiers of Thermal Studies and Materials
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20131027-29
• [学会発表] 細孔中に閉じ込められた球状分子の新規な相転移挙動とガラス転移 (2013)
  • 著者名/発表者名: 辰巳創一, 上原拓, 小國正晴
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] シクロヘキサンの新規な相転移挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 辰巳創一, 上原拓, 小國正晴
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] Thermodynamic studies on spherical- molecular liquids confined in silica nanopores (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tatsumi, T. Uehara, M. Oguni
  • 学会等名: 22^<nd> IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics
  • 発表場所: Rio de Janeiro
  • 年月日: 20120805-10